DE1119000B

DE1119000B - Method and device for eliminating measurement errors in single or multi-level balancing of rotating bodies in balancing systems

Info

Publication number: DE1119000B
Application number: DESCH22417A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Hack
Original assignee: Carl Schenck Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1957-07-05
Filing date: 1957-07-05
Publication date: 1961-12-07
Also published as: GB889877A

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

Sch 22417 IXb/42kSch 22417 IXb / 42k

ANMELDETAG: 5. JULI 1957REGISTRATION DATE: JULY 5, 1957

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 7. DEZEMBER 1961NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF EDITORIAL: DECEMBER 7, 1961

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Meßfehlerausschaltung bei der Feststellung der Unwucht während Ein- oder Mehrebenenauswuchtung eines Umlaufkörpers in der Aufnahme einer Auswuchtanlage mit anlagemäßig bedingten, die Unwuchtmessung fälschenden Bewegungen der Umlaufkörperachse. Es ist im allgemeinen unvermeidlich, daß während des Meßlaufs anlagemäßig bedingte, zwangläufig hinzunehmende und ungewollte Bewegungen der Umlaufkörperachse aus beliebiger Ursache auftreten, durch die jedoch die Unwuchtmessung verfälscht wird. Als Beispiel für einen solchen Vorgang zeigen die Abb. 1 und 2 Umlaufkörper auf einer Hilfswelle als Aufnahmemittel einer Auswuchtanlage. Die Auswuchtgenauigkeit hängt in solchem Fall hauptsächlich vom schwingungstechnischen Verhalten des Lagerteils der Auswuchtanlage ab. Auch bei noch so gewissenhafter Ausführung ist mit Meßfehlern zu rechnen, die ihrerseits die Güte der nachfolgenden Unwuchtausgleichsbearbeitung beeinträchtigen. The invention relates to a method and devices for eliminating measurement errors during detection the imbalance during single or multi-level balancing of a recirculating body in the receptacle a balancing system with system-related movements of the Revolving body axis. It is generally unavoidable that during the measurement run it is inherent in the system conditional, inevitably acceptable and unwanted movements of the rotating body axis from any Cause which, however, falsify the unbalance measurement. As an example of one The process is shown in Figs. 1 and 2 recirculating bodies on an auxiliary shaft as a receiving means of a balancing system. In such a case, the balancing accuracy mainly depends on the vibration technology Behavior of the bearing part of the balancing system. Even with the most conscientious execution to reckon with measurement errors, which in turn impair the quality of the subsequent unbalance compensation processing.

Die Erfindung hat Verfahren und dazugehörige Vorrichtungen geschaffen, durch die jeglicher Meßfehler, der von einer Eigenschaft der Auswuchtanlage herrührt und ein falsches Meßergebnis für die wirkliche Umlaufkörperunwucht veranlassen könnte, auf einfache Weise ausschaltbar ist. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß neben der üblichen, an der oder den Lagerstellen des Umlaufkörpers in der Aufnahme einer Auswuchtanlage erfolgenden und damit sowohl die wirkliche Körperunwucht als auch die anlagemäßig bedingten fälschenden Bewegungen der Körperachse erfassenden Unwuchtmessung noch mindestens ein zusätzlicher Meßwert aufgenommen wird, der vornehmlich die anlagemäßig bedingten Bewegungen der Umlaufkörperachse erfaßt, und daß durch Bildung der Differenz dieser beiden Meßwerte durch eine Überlagerungsschaltung ein nur von der wirklichen Körperunwucht abhängender, fehlerfreier Meßwert gewonnen wird.The invention has created methods and associated devices by which any measurement error, which comes from a property of the balancing system and a false measurement result for the real one Could cause circulating body imbalance, can be switched off in a simple manner. This goal will according to the invention achieved that in addition to the usual, at the bearing or locations of the circulating body taking place in the inclusion of a balancing system and thus both the real body imbalance as well as the inherently caused falsifying movements of the body axis Imbalance measurement is recorded at least one additional measured value, which is primarily the Movements of the rotating body axis due to physical conditions are detected, and that by forming the difference of these two measured values by means of a superimposing circuit only from the actual body unbalance dependent, error-free measured value is obtained.

Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die fehlerfreien Meßwerte in bekannter Weise zur Steuerung von Markier- und/ oder Ausgleichsarbeiten an dem auf Unwucht vermessenen Umlaufkörper verwendet werden.Another feature of the method according to the invention is that the error-free measured values in a known way to control marking and / or compensation work on the measured imbalance Recirculating bodies are used.

Eine Vorrichtung zur Ausführung der angegebenen Verfahrensweisen kann erfindungsgemäß darin bestehen, daß die zusätzlichen Meßwerte durch mit dem Umlaufkörper beim Meßläuf mitschwingende Meßeinrichtungen, die anderen Meßwerte durch ortsfeste Meßeinrichtungen aufgenommen werden. Sonstige er-Verfahren und VorrichtungAccording to the invention, a device for carrying out the specified procedures can consist in that the additional measured values are generated by measuring devices that vibrate with the rotating body during the measuring run, the other measured values are recorded by stationary measuring devices. Other er procedures and device

zur Meßfehlerausschaltungfor eliminating measurement errors

bei Ein- oder Mehrebenenauswuchtungfor single or multi-level balancing

von Umlaufkörpern in Auswuchtanlagenof rotating bodies in balancing systems

Anmelder:Applicant:

Carl Schenck Maschinenfabrik G.m.b.H., Darmstadt, Landwehrstr. 55Carl Schenck Maschinenfabrik G.m.b.H., Darmstadt, Landwehrstr. 55

Heinrich Hack, Darmstadt, ist als Erfinder genannt wordenHeinrich Hack, Darmstadt, has been named as the inventor

finderische Vorrichtungsmerkmale geben die übrigen Unteransprüche an.The remaining features provide ingenious device features Subclaims.

Die Messungen lassen sich durch die bekannte Abtastung der Schwingbewegungen eines Auswuchtanlageteils, aber auch auf induktive, kapazitive oder dergleichen Weise ausführen, wofür der Fachmann gleichfalls keine besonderen Anweisungen zu erhalten braucht.The measurements can be made by the known sampling the oscillating movements of a balancing system part, but also inductive, capacitive or carry out the same way, for which the skilled person will likewise not receive any special instructions needs.

Die erfindungsgemäß ermittelten Unwuchtmeßwerte sind zur Steuerung von z. B. Markier- oder Unwuchtausgleichseinrichtungen nach bekannten Vorschlägen verwertbar.The measured unbalance values determined according to the invention are used to control z. B. Marking or Unbalance compensation devices usable according to known proposals.

Die Abbildungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele für Vorrichtungen zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Erfindungsnutzung ist jedoch an die geschilderten Vorrichtungen nicht gebunden. Mit welchen Mitteln der Fachmann die empfohlenen Meßwerte sich beschafft und dann verwertet, darf ihm überlassen bleiben.The figures illustrate exemplary embodiments of devices for implementing the invention Procedure. However, the use of the invention does not apply to the devices described bound. What means the specialist uses to obtain the recommended measured values and then utilize them, may be left to him.

Abb. 1 zeigt eine Vorrichtung: in schematischem Aufriß, teilweise im Schnitt, für Einebenenauswuchtung eines Umlaufkörpers,Fig. 1 shows a device: in a schematic elevation, partially in section, for one-plane balancing a recirculating body,

Abb. 2 eine Vorrichtung für Einebenenauswuchtung mit Berücksichtigung des Planschlages der Umlaufkörperaufnahme einer Auswuchtanlage, ebenfalls in schematischem Aufriß, teilweise im Schnitt,Fig. 2 a device for one-plane balancing with consideration of the runout of the recirculating body mount a balancing system, also in a schematic elevation, partly in section,

Abb. 3 eine Vorrichtung für Mehrebenenauswuchtung an einem Umlaufkörper auf eigener Welle in der Aufnahme einer Auswuchtanlage.Fig. 3 a device for multi-level balancing on a recirculating body on its own shaft in the inclusion of a balancing system.

In Abb. 1 ist der Umlaufkörper 1 in der Aufnahmevorrichtung 2, z. B. einem Dreibackenfutter, einer im übrigen nicht dargestellten Auswuchtanlage eingespannt. Die Vorrichtung! ist auf derIn Fig. 1, the recirculating body 1 is in the receiving device 2, for. B. a three-jaw chuck, a balancing system, otherwise not shown, clamped. The device! is on the

109 748/229109 748/229

Aufnahmewelle 3 montiert, die über eine Gelenkwelle 4 in bekannter Weise antreibbar ist. Mittels Kugellagern S und 6 ist die Welle 3 in einer schwingfähigen Brücke 7 gelagert. Zwei Blattfedern 8 und 9 erlauben ihr ein seitliches Schv/ingen zusammen mit der Aufnahmevorrichtung 2 und dem Umlaufkörper 1.Mounting shaft 3 mounted, which can be driven in a known manner via a cardan shaft 4. Means With ball bearings S and 6, the shaft 3 is mounted in a bridge 7 that can vibrate. Two leaf springs 8 and 9 allow it to swing sideways together with the receiving device 2 and the circulating body 1.

An der Brücke? greift die Taststange 14 an, die alle Brückenbewegungen bei Meßlauf in bekannter Weise auf einen mechanisch von der Brücke getrennten, ortsfesten Schwingungsaufnehmer IS von Tauchspulenart überträgt, in dem dadurch ebenfalls elektrische Wechselspannung entsteht. Diese Spannung ist der Schwerpunktverlagerung 5 des Wuchtkörpers 1, bezogen auf die Zentrierbohrungsmitte, zuzüglich des möglichen Radialschlags e proportional.At the bridge? attacks the probe rod 14, which transmits all bridge movements during the measurement run in a known manner to a stationary vibration sensor IS of the moving coil type, mechanically separated from the bridge, in which electrical alternating voltage is also generated. This tension is proportional to the shift in the center of gravity 5 of the balancing body 1, based on the center of the centering hole, plus the possible radial runout e.

An der Brücke 7 ist erfindungsgemäß ein Tragarm 10 für einen Schwingungsaufnehmer 11 fest verbunden, so daß letzterer während des Meßlaufs genau so schwingt, wie die Brücke und der Umlaufkörper 1. Als Schwingungsaufnehmer ist eine bekannte Tauchspule mit Taststange 12 gezeigt, die mittels eines an ihr angebrachten Schleifkörpers 13 den möglichen Radialschlag des Umlaufkörpers 1 an seiner Zentrierung abtastet und in elektrische Wechselspannung umwandelt, die in Phase und Amplitude dem Radialschlag e entspricht.According to the invention, a support arm 10 for a vibration sensor 11 is firmly connected to the bridge 7, so that the latter vibrates during the measurement run exactly as the bridge and the circulating body 1. As a vibration sensor, a known moving coil with probe rod 12 is shown, which is connected to it by means of a attached grinding body 13 scans the possible radial run-out of the rotating body 1 at its centering and converts it into electrical alternating voltage, which corresponds to the radial run-out e in phase and amplitude.

Wenn man nun z. B. die gefundenen Meßwertspannungen in bekannter Weise mittels des Potentiometers 16 so abgleicht, daß zum Anzeigegerät 17 nur reine Unwuchtwechselspannung gelangt, dann ist diese Spannung charakteristisch für die Schwerpunktverlagerung s. Das Gerät 17 zeigt einen Wert dafür an. An Stelle oder neben dem Gerät 17 ist auch eine Einrichtung anwendbar, die, gesteuert durch die den Wert .s charakterisierende Spannung, Vorrichtungen beeinflußt, mit deren Hilfe der Umlaufkörper von der Unwucht befreit wird, sei es durch Markieren einer Drehachse oder Veränderung der Umlaufkörpermasse. If you now z. B. adjusts the measured value voltages found in a known manner by means of the potentiometer 16 so that only pure unbalance alternating voltage reaches the display device 17, then this voltage is characteristic of the shift in the center of gravity s. The device 17 displays a value for this. Instead of or in addition to the device 17, a device can also be used which, controlled by the voltage characterizing the value .s, influences devices with the help of which the circulating body is freed from the unbalance, be it by marking an axis of rotation or changing the mass of the circulating body.

Das in Abb. 2 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, wie Meßfehler durch sowohl Radialschlag wie auch Planschlag eines Umlaufkörpers Iff in der Aufnahme 2 α bei der Feststellung der Unwuchtgröße und -richtung vermieden werden können. Hierzu ist der wie in Abb. 1 angebrachte Halter 10 α mit einem zusätzlichen Schwingungsaufnehmer 22 versehen. Zur Abtastung des Radialschlages dient der Schwingungsaufnehmer 21, zur Abtastung des Planschlages der Schwingungsaufnehmer 22, beide beispielsweise von Tauchspulart. Die ortsfesten Schwingungsaufnehmer 23 und 24 nehmen wie üblich die Ausschläge der schwingfähigen Brücke 7 in zwei Ebenen auf. Mittels einer Potentiometerschaltung 25 können die von den Schwingungsaufnehmem 23 und 24 erzeugten Wechselspannungen in bekannter Weise auf statischen und dynamischen Anteil reduziert werden. Mittels der Potentiometer 26 und 27 werden die in den Schwingungsaufnehmern 21 und 22 erzeugten Wechselspannungen so dimensioniert, daß an den Anzeigegeräten 28 und 29 nur die Verlagerung der Hauptträgheitsachse des Umlaufkörpers, bezogen auf dessen Drehachse, angezeigt wird.The embodiment shown schematically in Fig. 2 shows how measurement errors due to both radial runout and axial runout of a rotating body Iff in the receptacle 2 α can be avoided when determining the unbalance size and direction. For this purpose, the holder 10 α attached as in FIG. 1 is provided with an additional vibration sensor 22. The vibration sensor 21 is used for scanning the radial run-out, and the vibration sensor 22 is used for scanning the axial run-out, both of which are, for example, of the moving coil type. The stationary vibration sensors 23 and 24 record the deflections of the vibratable bridge 7 in two planes as usual. By means of a potentiometer circuit 25, the alternating voltages generated by the vibration sensors 23 and 24 can be reduced in a known manner to static and dynamic components. By means of the potentiometers 26 and 27, the alternating voltages generated in the vibration sensors 21 and 22 are dimensioned so that only the displacement of the main axis of inertia of the rotating body relative to its axis of rotation is displayed on the display devices 28 and 29.

Bei der in Abb. 3 dargestellten Ausführungsform ist ein Umlaufkörper 30 mit seiner Welle 30 α in die Aufnahme der Auswuchtanlage eingesetzt. Sein Antrieb erfolgt in beliebiger Weise, z. B. bei den Ausführungsbeispielen nach Abb. 1 oder 2. Der Körper wird mittels der Tastglieder 31 und 32 der Schwingungsaufnehmer 33 bzw. 34 beispielsweise von Tauchspulenart an seinen Betriebslagerstellen auf der Welle 30 α abgetastet. Die beiden ortsfesten Schwingungsaufnehmer 35 und 36 ermitteln in zwei Ebenen Meßwerte für die Schwingungen der Brücke 7. Die elektrische Verarbeitung der Schwingungsaufnehmerspannungen geschieht wie beim Beispiel nach Fig. 2. Wenn man sich in der Auswuchttechnik die erfindungsgemäßen Vorschläge zunutze macht, dann ist die Gewähr gegeben, daß vielerlei Arten von Meßfehlerquellen, nicht nur die in der Abbildungsbeschreibung behandelten, ausgeschaltet und mit Sicherheit verläßliche Unwuchtmeßwerte erhalten werden könnenIn the embodiment shown in Fig. 3, a recirculating body 30 with its shaft 30 α is inserted into the receptacle of the balancing system. Its drive takes place in any way, for. B. in the embodiments according to Fig. 1 or 2. The body is scanned by means of the feeler members 31 and 32 of the vibration transducer 33 and 34, for example, of the plunger coil type at its operating bearing points on the shaft 30 α . The two stationary vibration sensors 35 and 36 determine measured values for the vibrations of the bridge 7 in two planes. The electrical processing of the vibration sensor voltages occurs as in the example according to FIG that all kinds of sources of measurement error, not just those dealt with in the description of the figure, can be eliminated and reliable unbalance measurement values can be obtained with certainty

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Method for eliminating measurement errors when determining the unbalance during single or multi-level balancing of a rotating body in the receptacle of a balancing system with system-related movements of the rotating body axis that falsify the unbalance measurement, as characterized in that in addition to the usual, at the bearing point (s) of the rotating body in the recording of a balancing system and thus both the actual body imbalance and the inherently caused false movements of the body axis recording imbalance measurement is recorded at least one additional measured value, which primarily records the system related movements of the rotating body axis, and that by forming the difference between these two measured values a superimposing circuit, an error-free measured value that only depends on the actual body imbalance is obtained.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the error-free measured values are used in a known manner to control marking and / or Compensation work on the recirculating unit measured for imbalance can be used.

3. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the additional measured values by measuring devices oscillating with the rotating body during the measuring run (11, 21, 22, 33, 34), the other measured values by stationary measuring devices (15, 23, 24, 35, 36).

4. Apparatus according to claim 3, characterized by one with the oscillatable recirculating body receptacle (2, 3, 7) fixedly connected holders (10) for one or more, which vibrate with the balancing body receptacle during the measurement run Vibration sensors (11, 21, 22, 23, 34) and one or more of the recirculating body mount separately and fixedly arranged vibration sensors (15, 23, 24, 35, 36).

5. The device according to claim 3, characterized by scanning in a mechanical manner or Inductive or capacitive transducers for rotating body axis movements.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings